arduino的大学教室智能节能灯的设计
本课题是基于Arduino的大学教室智能灯的设计与制作，通过自主学习有关Arduino的相关知识，深入的了解Arduino芯片的功能和作用，利用人体传感器收集人体热释电信号，光照传感器对周围环境的光照强度的采集，并由Arduino Uno处理器进行信号的处理，并且通过继电器来控制节能灯从而实现节能。该系统相比较于51单片机系统性能更加稳定、灵敏度更高、调试更加方便。
目录
一、引言 1
二、设计方案 1
（一）智能灯的应用 1
（二）Arduino 与 51单片机 1
三、硬件电路设计 3
（一）总体设计框图 3
（二）Arudino微处理器 3
（三）人体传感器 5
（四）光敏传感器 7
（五）控制部分 8
四、软件设置 9
五、调试与总结 10
（一）人体传感器调试 10
（二）光敏传感器的调试 14
（三）完整调试 16
（四）总结 17
六、致谢 17
参考文献 18
附录一：原理图 20
附件二：元器件清单 21
附件三：程序 22
一、引言
随着时代的发展社会的进步，能源的供应逐渐成为了我们索要面临的一大问题，虽然中国现在的经济在腾飞可是却是用了很多很多的能源才做出如今的成就，随着能源日益消减我们不得不面临能源短缺的问题，虽然我们竭尽全力的在为节省能源而奋斗但是有些不可再生能源在某些地方却是不得不使用，既然我们无法生产某些能源但是我们可以从机器本身或者系统本身进行优化，让他可以使用更少的能源来实现更多的功能。
灯是我们日常不可缺少的生活用品，他在很多很多的地方得到使用，不仅仅是在晚上我们需要用到灯，只要在偏黑的地方工作我们就离不开灯的使用。对于我们学生来说学习便是作为我们很重要的一份责任，对于学生来说不仅仅只是在白天上课的时候学习更多的是在晚上学习，但是有些宿舍并不一定有那么好的学习氛围所以学校的图书馆的自修室变成了热爱学习的学生的定居场所，但是看着图书馆的灯从白天亮到晚上，甚至有的同学晚上从自修室离开后可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
能忘记关灯就这样一直让自修室的灯一直亮着。一个新奇的想法闪现于我脑中，于是便想起做一个智能节能灯，可是看着市场上那么多的选用51的节能灯我想我可不可以做一个比他更节俭更方便的智能灯。于是我便选用了现在市面上比较流行的Arduino来完成设计，同时查找有关其他芯片制作的智能灯进行相比较从而使自己的作品和设计方案更全面。
二、设计方案
（一）智能灯的应用
在21世纪这个飞速发展的世界，优劣淘汰是市场上最常见的一种现象，我们的生活也在随着不断更新换代的高科技产品变得蒸蒸日上，智能灯的应用也越来越广泛，智能灯的种类也越来越繁多，我所设计的这款智能灯是由3个系统模块所组成，人体感应模块、光敏传感器模块、继电器模块组成，以后不仅在我们的生活中可以得到使用，而且也完全符合节约能源的方针。
（二）Arduino 与 51单片机
Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件和软件都是开源的。开源硬件指与自由及开放原始码软件相同方式设计的计算机和电子硬件。
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器、随机存储器、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器灯功能集成到一块硅片上构成的一个小儿完善的微信计算机系统。
（1）相比于51单片机，作为新时代的潮流Arduino不仅仅不用考虑硬件部分的设计，还可以按需求选用Arduino的控制板、扩展版等组成自己的需要的硬件系统，而单片机却在硬件设计上远远落后于Arduino。
（2）对于51单片机来说Arduino完全不需要了解其内部的寄存器设置，只需要知道它的端口的作用即可；可以不懂硬件知识，但是只要学会的C和C++，就可以用Arduino单片机编写程序，而51单片机则需要了解其内部的结构和寄存器的设置，使用汇编或者C语言编写底层硬件函数。
（3）Arduino的理念是开源，软硬件完全开放，所以从Arduino的相关网站、贴吧、论坛里可以得到很多很多的资源，可以帮助实验的完成。
（4）Arduino及周边产品质量兼优，学习或者创作的成本低，而且烧录代码不需要烧录器，可以直接使用USB线就可以完成烧录。
三、硬件电路设计
（一）总体设计框图
图31总设计框图
如图3 1所示，本设计由4个主要模块构成，分别由光敏传感器、人体传感器、照明控制部分和Arduino微控制器构成。
（二）Arudino微处理器
Arduino外观图如图32所示，
图32 Arduibo外观示图
以ATmega328 MCU控制器为基础，内部有一个复位按键和一个USB口供电通接口，一个外接电源插孔，CH340G串口通讯芯片，IIC扩展口，ICSP接口，14个数字口有6个PWM输出,6个模拟口。
Arduino参数图如图33所示，
图33 Arduino参数示图
（三）人体传感器
人体模块是集成度比较高的模块如图34和图35所示，图34为是其正面示图，图35为反面示图。很多情况下不要单片机都可以独立工作，把这个信号引入单片机是为了以后可以综合控制更多传感器和设备。模块输出的电平信号。模块是基于红外线技术的自动控制产品，灵敏度高可靠性强，宽电压工作模式，专用集成电路设计而成，当被测物体进入感应模块的有效检测范围时，模块经判断有效后输出高电平信号。表1所示为其传感器的参数图。
表1 电气参数表
工作电压范围
直流电压4.5—15V（默认DC5V至20V）。
静态电流
50uA
触发方式
L不可重复触发/H重复触发。
感应角度
110°
工作时间
5—200秒可调。
功能特点
全自动感应，具有感应封锁时间，微功耗，输出高电平。
目录
一、引言 1
二、设计方案 1
（一）智能灯的应用 1
（二）Arduino 与 51单片机 1
三、硬件电路设计 3
（一）总体设计框图 3
（二）Arudino微处理器 3
（三）人体传感器 5
（四）光敏传感器 7
（五）控制部分 8
四、软件设置 9
五、调试与总结 10
（一）人体传感器调试 10
（二）光敏传感器的调试 14
（三）完整调试 16
（四）总结 17
六、致谢 17
参考文献 18
附录一：原理图 20
附件二：元器件清单 21
附件三：程序 22
一、引言
随着时代的发展社会的进步，能源的供应逐渐成为了我们索要面临的一大问题，虽然中国现在的经济在腾飞可是却是用了很多很多的能源才做出如今的成就，随着能源日益消减我们不得不面临能源短缺的问题，虽然我们竭尽全力的在为节省能源而奋斗但是有些不可再生能源在某些地方却是不得不使用，既然我们无法生产某些能源但是我们可以从机器本身或者系统本身进行优化，让他可以使用更少的能源来实现更多的功能。
灯是我们日常不可缺少的生活用品，他在很多很多的地方得到使用，不仅仅是在晚上我们需要用到灯，只要在偏黑的地方工作我们就离不开灯的使用。对于我们学生来说学习便是作为我们很重要的一份责任，对于学生来说不仅仅只是在白天上课的时候学习更多的是在晚上学习，但是有些宿舍并不一定有那么好的学习氛围所以学校的图书馆的自修室变成了热爱学习的学生的定居场所，但是看着图书馆的灯从白天亮到晚上，甚至有的同学晚上从自修室离开后可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
能忘记关灯就这样一直让自修室的灯一直亮着。一个新奇的想法闪现于我脑中，于是便想起做一个智能节能灯，可是看着市场上那么多的选用51的节能灯我想我可不可以做一个比他更节俭更方便的智能灯。于是我便选用了现在市面上比较流行的Arduino来完成设计，同时查找有关其他芯片制作的智能灯进行相比较从而使自己的作品和设计方案更全面。
二、设计方案
（一）智能灯的应用
在21世纪这个飞速发展的世界，优劣淘汰是市场上最常见的一种现象，我们的生活也在随着不断更新换代的高科技产品变得蒸蒸日上，智能灯的应用也越来越广泛，智能灯的种类也越来越繁多，我所设计的这款智能灯是由3个系统模块所组成，人体感应模块、光敏传感器模块、继电器模块组成，以后不仅在我们的生活中可以得到使用，而且也完全符合节约能源的方针。
（二）Arduino 与 51单片机
Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件和软件都是开源的。开源硬件指与自由及开放原始码软件相同方式设计的计算机和电子硬件。
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器、随机存储器、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器灯功能集成到一块硅片上构成的一个小儿完善的微信计算机系统。
（1）相比于51单片机，作为新时代的潮流Arduino不仅仅不用考虑硬件部分的设计，还可以按需求选用Arduino的控制板、扩展版等组成自己的需要的硬件系统，而单片机却在硬件设计上远远落后于Arduino。
（2）对于51单片机来说Arduino完全不需要了解其内部的寄存器设置，只需要知道它的端口的作用即可；可以不懂硬件知识，但是只要学会的C和C++，就可以用Arduino单片机编写程序，而51单片机则需要了解其内部的结构和寄存器的设置，使用汇编或者C语言编写底层硬件函数。
（3）Arduino的理念是开源，软硬件完全开放，所以从Arduino的相关网站、贴吧、论坛里可以得到很多很多的资源，可以帮助实验的完成。
（4）Arduino及周边产品质量兼优，学习或者创作的成本低，而且烧录代码不需要烧录器，可以直接使用USB线就可以完成烧录。
三、硬件电路设计
（一）总体设计框图
图31总设计框图
如图3 1所示，本设计由4个主要模块构成，分别由光敏传感器、人体传感器、照明控制部分和Arduino微控制器构成。
（二）Arudino微处理器
Arduino外观图如图32所示，
图32 Arduibo外观示图
以ATmega328 MCU控制器为基础，内部有一个复位按键和一个USB口供电通接口，一个外接电源插孔，CH340G串口通讯芯片，IIC扩展口，ICSP接口，14个数字口有6个PWM输出,6个模拟口。
Arduino参数图如图33所示，
图33 Arduino参数示图
（三）人体传感器
人体模块是集成度比较高的模块如图34和图35所示，图34为是其正面示图，图35为反面示图。很多情况下不要单片机都可以独立工作，把这个信号引入单片机是为了以后可以综合控制更多传感器和设备。模块输出的电平信号。模块是基于红外线技术的自动控制产品，灵敏度高可靠性强，宽电压工作模式，专用集成电路设计而成，当被测物体进入感应模块的有效检测范围时，模块经判断有效后输出高电平信号。表1所示为其传感器的参数图。
表1 电气参数表
工作电压范围
直流电压4.5—15V（默认DC5V至20V）。
静态电流
50uA
触发方式
L不可重复触发/H重复触发。
感应角度
110°
工作时间
5—200秒可调。
功能特点
全自动感应，具有感应封锁时间，微功耗，输出高电平。
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